El fosfato de carbamilo (CP) es bien conocido como un intermediario esencial de la biosíntesis de pirimidinas y arginina/urea. Químicamente, el CP puede ser fácilmente sintetizado a partir de fosfato dihidrógeno y cianato. Enzimáticamente, el CP puede ser sintetizado utilizando tres clases diferentes de enzimas: (1) la sintasa de fosfato de carbamilo (CPS) basada en proteínas de pliegue ATP-grasp; (2) la sintasa de CPS similar a la quinasa de aminoácidos (CK) (CK anabólica o aCK); y (3) la transcarbamilasa catabólica. La primera clase de CPS se puede dividir en tres tipos diferentes de CPS: CPS I, CPS II y CPS III, dependiendo del uso de amonio o glutamina como fuente de nitrógeno, y si el -acetil-glutamato es su cofactor esencial. El CP puede donar su grupo carbamilo al nitrógeno amino de muchas moléculas importantes, incluyendo los más conocidos ornitina y aspartato en las vías biosintéticas de arginina/urea y pirimidina. El CP también puede donar su grupo carbamilo al oxígeno hidroxilo de una variedad de moléculas, particularmente en muchas vías biosintéticas de antibióticos. La transferencia del grupo carbamilo al grupo nitrogenado es catalizada por la transcarbamilasa anabólica utilizando un mecanismo de ataque directo, mientras que la transferencia del grupo carbamilo al grupo oxígeno es catalizada por una clase diferente de enzimas, CmcH/NodU CTase, utilizando un mecanismo diferente que involucra una reacción en tres pasos: descomposición del CP en carbamato y fosfato, transferencia del grupo carbamilo del carbamato al ATP para formar carbamiloadenilato y pirofosfato, y transferencia del grupo carbamilo del carbamiloadenilato al grupo oxígeno del sustrato. El CP también está involucrado en la transferencia de su grupo fosfato al ADP para generar ATP en la fermentación de muchos microorganismos. La reacción es catalizada por la quinasa de carbamato, que puede ser denominada como CK catabólica (cCK) para distinguirla de la CK generadora de CP. El CP es una molécula térmicamente lábil, fácilmente descompuesta en fosfato y cianato, o fosfato y carbamato dependiendo del pH de la solución, o la presencia de enzimas. Los sistemas biológicos han desarrollado varios mecanismos, incluyendo el canalizado entre enzimas, la mayor afinidad del CP a las enzimas, y mantener el CP en una conformación específica para protegerlo de la descomposición. El CP es altamente importante para nuestra salud, ya que tanto la falta de producción de CP como la acumulación de CP resultan en muchas condiciones de enfermedad.